高熔点(High melting point): 因为金属键无方向,自由电子非常多,离子跟电子之间有各个方向强静电力,断键需要高温提供高能量高延展性(High ductility): 由于金属内原子排列为了使整个系统能量最低(最稳定),都是交错规整排列,形成一层一层的。
金属原子,因此具有晶体结构像离子晶体一样,稍微施加点力,离子层就会移动,上层离子与下层离子一一对应,因此具有非常强的排斥力,这就是为什么说离子晶体非常脆(brittle),但在金属中,大量的电子保证金属键不会断裂,也就有了很高的延展性。
有金属光泽(Metallic luster): 纯金属由于有大量自由电子,会吸收入射光然后再重新辐射出去,辐射出去的光再与入射的光相干涉,就提高了亮度,也就有了金属光泽高导电性(High electrical conductivity): (物理层面)由于有大量的自由电子,在施加外部电场时,电子容易整齐排列定向移动。
(化学层面)考虑原子轨道,每个原子都有很多个原子能级,使得电子排列占据在上面,在金属中又有非常多个原子,每个原子相同的能级就会重叠形成相同能级能量连续的能带自由电子形成的能量空间就称为导带,基态下电子未被激发的电子所具有的能量水平为。
价带金属的导带与价带相重合,价带上的电子可以自由移动到导带也就成为了自由电子,不需要任何额外能量,所以就具有很强的导电性高导热性(High thermal conductivity): 同理,金属有高导电性也代表具有高导热性,自由电子在金属内部自由移动传递热量。
高刚性(High stiffness): 高刚性表示在弹性限度内抵抗弹性形变能力很强这个可以直接分析分子间相互作用力,在这里就是判断金属键的强弱,而决定了刚性的强弱,因为使弹性形变的能力大小取决于分开分子能力的大小。
由于金属键比较强,所以金属的刚性都比较高,但是略小于陶瓷,因为陶瓷的分子键和离子健都略强于金属键高硬度(High hardness): 在材料科学里,硬度的大小取决于屈服强度(yielding strength)的大小,或者说表面抵抗。
塑性形变的能力大小,金属的硬度也是取决于金属键的强弱(半径,电子数)高强度(High strength): 在材料科学里,指的是强度极限(ultimate strength),使样品永久断裂所需要的最大应力。
高韧性(High toughness): 韧性表示在样品断裂前所吸收的能量当金属受外力发生变形时,金属紧密堆积结构允许在外力下使原子层滑动而金属键不被破坏,延展性好的材料一般韧性也高密度大(Large density): 因为金属键强结合力,原子之间排列非常紧密,所以密度也就比较大了。
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